常溫微量氯氣脫氯劑的研制及側線試驗

    氯氣是一種黃綠色的、有刺激性氣味的有毒氣體，屬高度危害物質，二級毒物，吸入高濃度氯可刺激迷走神經，引起反射性心跳驟停或喉頭痙攣導致猝死，一般場所含量不得超過1mg／m³。

    大氣中氯氣的主要來源是制氯廠、制堿廠以及利用氯制造農藥、漂白劑、消毒劑、塑料、合成纖維等工業排出的廢氣，這類廢氣中含有較大量的氯氣，許多未經治理就排放到大氣，對周圍環境造成了嚴重影響。   

    在工業生產中，特別是氯堿廠，副產有大量的氫氣，該氫氣含量很高，具有極高的利用價值，將能給企業帶能可觀的收益。但由于該氫氣中含有微量的氯氣，而氯氣是下游催化劑的致命毒物，目前國內外脫氯劑對氯氣無法脫除，市場上還沒有開發出常溫微量氯氣脫氯劑。因此，常溫微量氯氣脫除技術成為該過程能否實施的關鍵。

    為解決這一問題，湖北省化學研究院研制成功了一種常溫微量氯氣脫氯劑，該劑可將原料氣中的氯氣脫除至≤0.1×10^—6，工作氯容≥10％，較好地解決了這一難題，可以工業推廣應用。

1  實驗部分

1.1  樣品制備

    目前，脫氯劑主要的制備方法有浸漬法、機械混合法、共沉淀法。我們采用浸漬法制備常溫微量氯氣脫氯劑，經干燥、焙燒制得實驗所需的脫氯劑樣品。

1.2  實驗方法

    將原粒度脫氯劑樣品均勻裝入反應管中，通入配有氯氣的原料氣，調節流量和溫度至規定值，穩定1h后開始測定進、出口氯氣含量，每小時分析一次，當出口氯氣含量超過0.1×10^—6，則認為脫氯劑被氯氣穿透，停止試驗，然后分析穿透氯容。

2  結果與討論

2.1  進口氯氣含量對氯容量的影響

    以氮氣為載氣，在空速為2000h^—1，高徑比為3∶1，反應溫度為常溫的實驗條件下，改變進口氯氣含量，按實驗方法待樣品穿透后，分析其氯容量，結果見圖1：

 

    由圖1結果可知，隨著進口氯氣含量的增加，氯容量逐漸下降。結合本實驗條件，控制進口氯氣含量為400×10^—6左右。

2.3  空速對氯容量的影響       

    以氮氣為載氣，高徑比為3∶1，在反應溫度為常溫，進口氯氣含量為400×10^—6左右，空速為500～3000h^—1的實驗條件下進行測試，按實驗方法待樣品穿透后，分析其氯容量，結果見圖2：

 

    由圖2結果可見，隨著空速的增加，氯容量直線下降，其主要原因是由于流速增加，兩相接觸時間縮短，導致傳質區加大，床層利用率大幅下降造成的結果。

2.4  高徑比對氯容量的影響

    根據實驗裝置和實驗室的條件，我們選擇了兩種高徑比1.7∶1和3.0∶1進行實驗，以氮氣為載氣，在空速為2000h—1，氯氣體積分數為400×10^—6左右，反應溫度為常溫的實驗條件下對兩種高徑比進行測試，按實驗檢測方法待樣品穿透后，分析其氯容量，結果見表1：

 

    由表2結果可見，高徑比為1.7∶1和3.0∶1脫氯劑的氯容量相差不大，說明在這兩種高徑比之間對脫氯劑氯容的影響不大。

2.5  側線試驗

    國內某甲醇廠附近有一氯堿廠，由于空氣中含有微量氯氣，從脫碳再生系統進入脫碳氣后危害甲醇催化劑，我們在其氯堿廠現場，以該廠區空氣(含有微量氯氣)為原料氣，進行脫除氯氣試驗。實驗條件為：脫氯劑裝填量17m1，H／D＝1∶1，空速2000h—1，結果如下表：

 

    側線試驗結果表明，脫氯劑對氯氣的脫除效果顯著，脫除率達到95％以上。

3  結論

    采用浸漬法制備了的氯氣脫氯劑在反應溫度為常溫，空速≤2000h—1、進口氯氣體積分數≤600×10^—6、出口氯氣體積分數≤0.1×10^—6的條件下，該脫氯劑的氯容量可達到10％以上，側線試驗的氯氣脫除率達到95％以上，可以工業推廣應用。